立式单面8轴组合钻床总设计及主轴箱设计的开题报告

1、选题的依据及意义：1）依据：根据毕业老师所要求的2）意义： 随着社会的不断进步，机械加工技术的不断发展，传统的机床已不能完全适应新形势 的要求。传统的机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，生产效率低且 加工精度不稳定，为了克服传统机床的弊端，工程技术人员相应地设计出了专用机床。但 由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的，且它的组成部件均是专门设计制造的， 因此相对于传统机床而言，专用机床的造价过于昂贵，设计制造周期长。为了解决传统机 床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了，组合机床兼有低成本和高效率的优点， 在大批、大量生产中得到广泛应用，在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗 孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件 使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的 外圆和端面加工，生产效率高，加工精度稳定，引起了越来越多工程人员的关注。本课题 是立式单面 8 轴组合钻床总设计及主轴箱设计，有利于提高大批量生产的生产效率，提高 加工精度稳定性，节约各方面的资源 2、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）在我国，组合机床发展已有 28 年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深 入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发 展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制 造技术和成套工艺装备。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液 压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩 孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和 成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、 卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步， 一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换 主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC） 、数字控制 （NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的 组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、 综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊 要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等 技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的 一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模 的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新 产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚 柔兼备的自动化装备。从 2002 年年底第 21 届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界 10 多个国家和地区的 500 多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与 复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工 技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速 1000020000r/min，最高进给速度可达 2060m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的 前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。 多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床 能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高， 操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关 数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。 在这些方面我国组合机 床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、 可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。 三、本课题研究内容课题来自生产实践要求充分发挥运用所学知识，在老师的指导下，独自完成，具体要求 和内容如下： 1、设计参数和技术要求 立式单面 8 轴组合钻床总设计及主轴箱设计，具体如下：1) 被加工工件：两级圆柱齿轮减速器箱座；材料：HT200。2) 加工部位：箱座上端面孔 6×13，2×11。 2、设计内容1) 分析零件工作图及其技术条件，收集设计资料； 2) 完成开题报告； 3) 绘制工序图； 4) 绘制刀具布置图； 5) 绘制机床尺寸联系图； 6) 绘制主轴箱装配图； 7）完成 8000 字以上毕业设计论文。 四、本课题研究方案 1、数据采集首先阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,包括机械制造的原理及方法、机械设 计、公差与技术测量、金属切削原理与刀具以及机械制造工艺学，质量管理应用,组合机床 现有技术水准,国际水平探讨方面的书籍,报刊.以了解可靠性的内容,质量管理的概况和组合 机床领域的基本知识体系.然后通过调研,进一步了解企业现状及需求.接下来进行分析与设 计.确定数据来源的真实准确.再进行系统设计由于现有设备所采用的是分析设计方法,因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试, 然后使用快速原型方法来提高加工质量,等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分 析法和综合法进行接下去的再分析,再设计 2、制定工艺方案 要深入现场，了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产 率要求等。确定在组合机床上完成的工艺内容及其加工方法。这里要确定加工工步数，决 定刀具额种类和型式。 3、机床结构方案的分析和确定 根据工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择配置型式时，既要考虑实现工艺方 案，保证加工精度、技术要求级生产效率；又要考虑机床操作、维护、修理是否方便，排 屑情况是否良好；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的机床符合多、快、好、 省的要求。 4、组合机床总体设计 这里要确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切屑用量及 机床生产效率。绘制机床的总联系尺寸图及加示意图等。 5、组合机床的部件设计和施工设计 制定组合机床流水线的方案时，与一般单个的组合机床方案有所不同。流水线上由于工序的组合不同，机床的型式和数量都会有较大的变化。因此，这时应按流水线进行全面 考虑，而不应将某一台或几台机床分裂开来设计。即使暂时不能全面的进行流水线设计， 制定方案时应该综合研究，才能将工序组合得更为合理，更可靠地满足工件的加工要求， 用较少的机床完成较多的工作，也为进一步发挥创造了有利条件。 6、设计完成后提交的文件和图表 （1） 、计算说明部分：切屑功率计算、动力部件参数的选择、机床总体设计和刀具的 选择。 （2） 、图纸部分：工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、主轴箱装配图。 5、研究目标、主要特色及工作进度：1、研究目标 设计出能够达到立式单面 8 轴组合钻床总设计及主轴箱设计课题的设计效果的组合钻 床，并保证加工精度、技术要求级生产效率；又要保证机床操作、维护、修理方便，排屑 情况良好；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的机床符合多、快、好、省的要 求。并根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专 用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。是一种高效率的专用机床，而且效率高， 加工精度稳定，自动化高，使工人劳动强度降低。 课题研究的过程是把老师给定的研究课题列出存在的问题，找出原因，之后再寻求不 同的解决方法，然后在认为不能找出解决的方案中再寻找最优解决方案，不过一般来说课 题研究都是和实际有偏差，当然，在有限研究时间尽量使研究接近真实的。最终目的是：绘制出正确合理、图面整洁、符合标准的工序图、加工示意图、机床联 系尺寸图、主轴箱装配图；并写出简明扼要、计算准确、条理清晰的说明书。 2、主要特色研究的是专用机床，适合于大批大量生产，具有高效率、高精度、高自动化、劳动强 度低的特点， 动力箱装在动力滑台上，可以有液压、数控、机械动力滑台，动力滑台行程、精度等 级（除镗床外都用普通机床精度） 。机床一般左边是行程开关和挡铁，中间底座上装夹具， 右边是其它按钮。 研究装夹方便、配置灵活；结构模块化、组合化、流水线化。设计出专用的组合钻床 及自动化流水线。 3、毕业设计进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备 注1查阅文献 15 篇以上，翻译外文资料，撰 写开题报告第 1 周（第一 学期）提交开题报告2毕业设计实习，撰写实习报告第 2 周（第一 学期）提交实习报告3绘制工序图第 3-5 周提交工序图4绘制刀具布置图第 6-9 周提交刀具布置图5绘制机床尺寸联系图第 10-11 周提交机床尺寸联系图6绘制主轴箱装配图第 12-13 周提交主轴箱装配图7撰写毕业论文第 14 周提交老师初审8毕业答辩第 15 周6、参考文献：1、大连组合机床研究所，组合机床设计参考图册.北京：机械工业出版社，1975 2、韦有仁.组合机床设计.上海科学技术出版社出版，19853、戴曙.金属切削机床. 机械工业出版社 4、林文焕.机床夹具设计. 国防工业出版社 5、袁哲俊.刀具设计手册.机械工业出版社 6、许小杨.专用机床设备设计.重庆大学出版社 7、吴圣庄.金属切削机床概论.吉林工业大学出版社 8、徐鸿本.机床夹具设计手册.辽宁科学技术出版社 9、谢家瀛.组合机床设计简明手册.机械工业出版社 10、成大先.机床设计手册.化学工业出版社 11、王先逵.机械制造工艺学.机械工业出版社 2005